Aus dem Institut für Laboratoriumsmedizin und Pathobiochemie
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Proteom-Analyse von chemo- und thermoresistenten Magen- und Pankreaskarzinomzellinien zur Untersuchung von thermoresistenzassoziierten Phänomenen und Interaktionen mit Chemoresistenz

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von
Julia Poland
aus Berlin

 

Dekan: Prof. Dr. med. Joachim W. Dudenhausen

Gutachter:
1. Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. P. Sinha
2. Prof. Dr. rer. nat. P.-M. Kloetzel
3. Prof. Dr. rer. nat. I. Lefkovits

Datum der Promotion:20.02.2003

Liste an Veröffentlichungen, die aus dieser Arbeit hervorgegangen sind:

  1. Sinha P, Poland J, Schnölzer M, Celis JE, Lage H (2001a) Characterization of the differential protein expression associated with thermoresistance in human gastric carcinoma cell lines. Electrophoresis 22(14):2990-3000.
  2. Sinha P, Poland J, Schnölzer M, Rabilloud T (2001b) A new silver staining apparatus and procedure for matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight analysis of proteins after two-dimensional electrophoresis. Proteomics 1(7):835-840.
  3. Poland J, Schadendorf D, Lage H, Schnölzer M, Celis JE, Sinha P (2002) Study of therapy resistance in cancer cells with functional proteome analysis. Clin Chem Lab Med 40(3):221-234.

Diese Arbeit wurde unterstützt von der Deutschen Krebshilfe (grant 10-1628-La4).

Zusammenfassung

Palliative Therapie inklusive Chemotherapie und andere Behandlungsmethoden wie Hyperthermie ist oftmals die einzig verbleibende Option bei der Behandlung von bestimmten soliden Tumoren wie Magen- und Pankreaskarzinom. Leider ist die kurative Behandlung limitiert durch geringes Ansprechen der Tumore auf die Behandlung und die Entwicklung einer Therapieresistenz.
In dieser Arbeit wurde die globale Proteinexpression von chemo- und thermoresistenten Varianten der Magenkarzinomzellinie EPG85-257 und der Pankreaskarzinomzellinie EPP85-181 mit Hilfe von Proteomics (Kombination aus zweidimensionaler Elektrophorese, computergestützter Gel-Analyse und Massenspektrometrie) in vitro untersucht, um Kandidatenproteine zu finden, die potentiell mit Thermoresistenz bzw. Chemoresistenz assoziiert sind. In diesem Zusammenhang wurde eine mit Maldi-TOF-Massenspektrometrie kompatible Silberfärbung neu entwickelt.
Es zeigte sich eine differentielle Expression einer Vielzahl von Proteinen in den thermoresistenten Zellen, darunter eine Hochregulation von Proteinen mit Chaperonaktivität aus nahezu allen subzellulären Kompartimenten sowie eine Überexpression von Enzymen des Arzneimittelmetabolismus in Zellen mit sowohl chemo- als auch thermoresistentem Phänotyp. Darüber hinaus wurden weitere Proteine identifiziert, welche hinsichtlich ihrer Beteiligung an Resistenzphänomenen im Vorfeld noch gar nicht charakterisiert worden sind (u.a. Aldehyd-Dehydrogenase 1, Transgelin, Phosphoglyceromutase).

Eigene Schlagworte: Krebs, Chemoresistenz, Thermoresistenz, Proteomics, Proteom-Analyse, zweidimensionale Elektrophorese

Abstract

Palliative treatment including chemotherapy and other modes of treatment, e.g. hyperthermia, is often the only remaining option in the management of certain solid tumours including gastric and pancreatic carcinoma. Unfortunately, its efficacy is poor due to low tumour sensitivity and the development of therapy resistance.
The aim was to study in vitro global protein expression of chemo- and thermoresistant variants of the stomach cancer cell line EPG85-257 and the pancreatic cancer cell line EPP85-181 using proteomics (two-dimensional electrophoresis in combination with computer-assisted image analysis and mass spectrometry) to identify candidate proteins potentially associated with thermoresistance alone or in combination with chemoresistance. In this context, a silver stain compatible with Maldi-TOF mass spectrometry was developed.
A large number of proteins was found to be differentially expressed in thermoresistant cells, e.g. overexpression of molecular chaperones at practically every sub-cellular level as well as over-expression of enzymes involved in drug metabolism in both chemo- and thermoresistant cells. Furthermore, other proteins that have not yet been linked to resistance phenomena (e.g. aldehyde dehydrogenase 1, transgelin, phosphoglycerate mutase) have been shown to be differentially expressed.

Keywords: Cancer, Chemoresistance, Thermoresistance, Proteomics, proteome analysis, two-dimensional electrophoresis

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09.02.2007